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新疆东天山觉罗塔格成矿带位于西伯利亚板块与塔里木板块的聚合地区,其中的阿奇山铅锌矿位于新疆吐鲁番地区鄯善县东南方向,大地构造位置位于东天山觉罗塔格成矿带阿奇山-雅满苏岛弧火山带。自2013年发现以来学者们对矿床地质特征、地球化学特征以及矿区周围的花岗岩年龄等进行了探讨。本文在对阿奇山铅锌矿床地质特征研究的基础上,采用电子探针成分分析和原位LA–ICP–MS微量元素分析方法对与成矿关系密切的石榴子石进行了主量、微量元素和U-Pb同位素分析;为了详细了解该矿床的成因,本次对矿体南部的花岗斑岩进行了主量、微量元素分析和锆石U-Pb定年研究。结合下石炭统雅满苏组火山岩地球化学分析和大地构造环境研究,对阿奇山铅锌矿床及石榴子石的成因进行了探讨,并取得如下认识:下石炭统雅满苏组是阿奇山铅锌矿的重要赋矿层位,分布在康古尔剪切带与阿其克库都克断裂之间。其下部以黄绿色凝灰质碎屑岩与英安质凝灰岩、石榴子石安山质凝灰岩夹少量薄层灰岩为主;中部以灰黑色含砾凝灰质粉砂岩、英安质凝灰岩夹灰岩透镜体为特征;上部为灰绿色绿帘石化安山岩,安山质含角砾晶屑凝灰岩等,夹少量薄层玄武岩、灰岩透镜体。阿奇山铅锌矿矿体赋存于早石炭世的雅满苏组海相火山凝灰岩中。地球化学分析结果表明,阿奇山地区雅满苏组火山岩为一套钙碱性岩石系列,轻稀土元素LREE相对富集,重稀土元素相对亏损,富集大离子亲石元素（Rb、Ba、K、La）,亏损高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）,为典型的岛弧火山岩。花岗斑岩,SiO2含量为55.63%～65.83%,K2O含量为1.35%～1.76%,K2O+Na2O含量为4.30%～8.88%,主要为中钾钙碱性系列、高钾钙碱性岩石系列,稀土元素一致的右倾,其中轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu具有较明显的负异常特征,Ce无明显的异常特征。如微量元素标准化图解中可见,样品具有右倾多峰值特征,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损,与岛弧环境形成的花岗斑岩具有相似特征。本次对花岗斑岩进行的锆石U-Pb定年结果表明,花岗斑岩形成时间为318±1.4 Ma,与雅满苏组地层形成时间一致。尽管如此,地质观察表明,与其相近的雅满苏组含矿地层中的灰岩未见有大理岩化和矽卡岩化。阿奇山铅锌矿地表圈出矿体42条,铅锌矿体长80～3000 m、厚度2～106 m。Zn平均品位0.5%～1.21%,Pb平均品位0.3%～0.9%,Pb+Zn平均0.63%～1.77%。局部钻孔岩芯的炭质泥岩中,Pb、Zn和Cu品位较高,Pb+Zn+Cu品位可达矿床规模为中到大型。矿体主要呈层状、似层状、透镜状产出,矿石构造具有上部层状、似层状、透镜状,矿体倾向SE、倾角40°-60°,产状与火山凝灰岩围岩的产状一致;下部发育脉状、网脉状构造。矿石矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿,围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、石榴子石化,石膏化和重晶石化。石榴子石呈层状、似层状产于近矿体上部,与矿化关系密切。空间上,阿奇山铅锌矿床与赋存于雅满苏组海相火山岩中的锰铁矿伴生。上述阿奇山铅锌矿床地质特征均可与世界典型的VMS型矿床特征对比,即为海底VMS的成矿系统属性。与成矿关系密切的石榴子石主要呈层状,似层状,与雅满苏组地层及矿体产状一致,部分矿体赋存于石榴子石中。石榴子石主要分为两种类型:褐色石榴子石、灰绿色石榴子石。显微镜下,灰绿色的石榴子石晶间及其内部空隙中充填有大量的金硫化物。电子探针成分分析结果表明,褐色石榴子石主要为钙铁榴石,灰绿色石榴子石为铁铝榴石系列。SiO2含量为34.791%～37.8%,Ca O含量为32.493%～34.274%,两者整体具有正相关。Fe O含量为8.454%～27.275%,Al2O3含量为0.012%～15.293%,含量变化较大,两者的含量具有明显的正相关。TiO2含量为0.013%～1.057%,含量较低,Mn O含量为0.323%～1.413%。ICP–MS分析结果显示,稀土元素总量为ΣREE=71.405～826.52×10-6,LREE/HREE=8.66～4157.75,La N/Yb N=23.51～984.34。稀土元素总体具有右倾,稀土元素总量较低,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,与含矿的流纹质火山岩的REE特征相似,明显的Eu正异常,Ce正异常,δCe=0.94～1.85,表明石榴子石形成于氧化环境中,明显与海底热水活动有关。利用LA-ICP-MS方法对石榴子石进行原位U-Pb同位素定年,获得结果为316.6±4.4Ma,与雅满苏组地层形成时间一致。综上所述,石榴子石原位U-Pb同位素年龄和花岗斑岩锆石U-Pb年龄结果表明,阿奇山铅锌矿床与雅满苏组火山岩喷发沉积作用以及花岗斑岩体的侵入近于同时进行,形成于大陆边缘岛弧环境中,为热水喷流沉积矿床成因的VMS型矿床。石榴子石主量元素、稀土元素测试结果表明,石榴子石形成于海底热水活动的氧化环境,不同于碰撞造山带中矽卡岩型矿床中的石榴子石成因。